（一）α和γ运动神经元
脊髓的前角存在大量的运动神经元，分为α和γ两类。它们的轴突直接支配肌肉，其中α运动神经元的轴突直接支配肌纤维，引起肌肉收缩，产生运动。每一个α运动神经元的轴突末梢分成分支，支配数目不等的肌纤维。一个α运动神经元连同其支配的全部肌纤维称为一个运动单位（unit）。不同部位的运动运动单位所包含的肌纤维数目不等，如一个眼外肌的α运动神经元支配6-12根肌肉纤维，而支配四肢肌肉的一个α运动神经元可支配上千根肌肉纤维。
γ-运动神经元支配梭内肌纤维，调节肌梭的敏感性。α和γ运动神经元的纤维末梢均以乙酰胆碱为神经递质（图）。
α-运动神经元接受来自运动皮层的指令，引起随意运动；它也接收来自皮肤、肌肉、关节等外周传入的冲动，引起脊髓反射。实际上，α运动神经元是骨骼肌运动的最后通路。
（二）脊髓反射
外界刺激可引起反射性的肌肉运动，这些运动的中枢在脊髓，故称为脊髓反射。脊髓反射可分为浅反射和深反射。
1.屈肌反射 属于浅反射。当皮肤受到伤害性刺激时，信息传入脊髓， 通过突触连接，引起支配相关区域骨骼肌的α-运动神经元兴奋，沿其轴突传出冲动，到达所支配的肌肉群，使相关肌群产生协调动作，如关节屈肌收缩，伸肌舒张。因此，受到刺激的肢体迅速避开刺激。可见，这是一种保护性反射。还有其他一些浅刺激也可以引起相应的浅反射。但正常情况下，高位中枢对这些反射有调控作用。一般对这些非伤害性刺激引起的浅反射有抑制作用。因此，当脊髓失去高位中枢控制时如麻醉状态下，或大脑皮层下行运动通路障碍时，这些反射才表现出来，这为临床诊断提供了线索。如人锥体束或大脑皮层运动区功能障碍时，以钝物划足跖外侧时，出现大趾背屈，其他四趾向外展开的反射，称为Babinski征阳性。其实质属于屈肌反射。
2.牵张反射 膝反射就是一种牵张反射。牵张反射是指当骨骼肌受到外力牵拉时，能通过反射性活动，使受牵拉的肌肉收缩，这种反射称为牵张反射。
（1）肌梭（spindle）：肌梭是牵张反射的感受器，它位于肌肉纤维之间，与肌肉纤维平行排列（图）。肌梭的结构比较特殊。它由一束特化的肌肉纤维、神经末梢及胞囊组成。肌梭内的特化肌肉纤维称为梭内肌，而肌梭外普通肌纤维称为梭外肌。梭内肌根据其形态又可分为核袋纤维和核链纤维。梭内肌的中央部不含肌原纤维，不能收缩，但有很好的弹性。
传入纤维分布在梭内肌的中央，它的直径较粗（12～20μｍ），传导速度也较快（90ｍ/s）。当肌肉被牵拉时，不仅拉长了梭外肌，也拉长了梭内肌，特别是梭内肌的中央部分。牵拉是对肌梭的有效刺激。
这一刺激在肌梭内被转变为冲动，通过传入纤维将冲动传到中枢。因此肌梭实际上是一种牵张受体。 肌梭内的梭内肌也受由脊髓γ-运动神经元发出的传出神经支配。它的作用可引起梭内肌收缩。由于梭内肌的肌原纤维分布在两端，因此两端收缩则拉长了梭内肌的中央部，对感受器是一种刺激或提高肌梭对牵张刺激的感受性， 从而增加其向中枢发放的冲动。由肌梭传入的冲动，在脊髓可使支配骨骼肌的α神经元兴奋。 这就是梭内肌中传出和传入神经的作用。
支配梭外肌的神经纤维来自脊髓中α神经元，它使梭外肌收缩。如果梭外肌的收缩缩短了整块肌肉的长度，由于肌梭与梭外肌呈平行排列，因此梭内肌的长度也缩短，对肌梭的牵张作用减少或消失，向中枢发放的冲动减少，也就不再引起脊髓中α神经元兴奋，肌肉停止收缩。由此可见，α神经元兴奋使梭外肌收缩，肌肉缩短，可降低对肌梭的刺激作用。 而γ神经元兴奋，使梭内肌收缩，增加对肌梭的刺激。因此，对肌梭的传入神经冲动，α和γ神经元有完全相反的作用。
当叩击肌腱时，肌肉内的肌梭同时受到拉长，并发动牵张反射，此时肌肉的收缩几乎是一次同步性收缩。前述膝反射就属于这一类。缓慢持续牵拉肌腱时也发生牵张反射，它与肌紧张的形成有密切的关系，其表现为受牵拉的肌肉能发生紧张性收缩，阻止被拉长。肌紧张是维持躯体姿势的基本反射活动。
